JP4128973B2 - 真空処理装置及び真空処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数の真空処理室を有する真空処理装置及び真空処理方法に係り、特に、ハロゲンガスなどの腐食性ガスを使用した真空処理での稼働率・歩留まり向上に関するものである。

従来の真空処理装置は、少なくとも２組以上のプロセス処理装置を使って処理する真空処理装置により運転中にどれかの処理室が故障等で使用できなくなった時に、正常な処理室を処理経路として使って運転することで稼働率を高めていた（例えば、特許文献１参照）。

しかし、エッチング処理後ウェハをそのまま搬出して大気開放したり後処理室を有する装置では、アッシング処理を施したり、加熱処理を施したりするのみで、ウェハ上の残留ガスを低減させて、歩留まりを向上させるような運用について十分な配慮がなされていなかった。デバイス工程上アッシング処理や加熱処理を施すことが出来ない場合は、そのまま搬出するしかなかった。エッチング処理後ＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎｉｎｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ）などのキャリアに回収された処理済みウェハ上の残留ガスが未処理ウェハへの異物付着をもたらし、エッチング処理時にハロゲンガス起因と思われる異物がマスクとなり、エッチング残りなどの歩留まり低下の原因となっていた。また、残留ガスを完全に除去することが出来ず、ＦＯＵＰなどのキャリア内の残留ガス高濃度化によるなど周辺環境が問題になるようになってきた。

また、バッチ方式の真空処理でカセット内のウェハの順序が元の状態に戻るようにウェハの搬送路上に第三のカセットを設置したものがある（例えば、特許文献２参照）。しかしながら、この技術は、未処理の試料と処理済試料のいずれかの試料を待避させ混在を防止させる技術内容は開示されていない。
特開２００１−９３７９１号公報 特開昭６２−２１６３１５号公報

上記従来技術では、処理済みウェハ（処理済試料）と未処理ウェハ（未処理の試料）をＦＯＵＰなどの同一キャリアに収納・混在した状況が存在することにより、処理済ウェハからの異物発生などによる製品の歩留まり低下を招いていた。本発明の目的は、製品の歩留まり向上が図られる真空処理装置及び真空処理方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、同一キャリア内に未処理ウェハと処理済みウェハを混在させないように大気搬送ユニット内に待避ステーションを追加したものである。そして待避ステーション内の処理済みウェハによる残留含有ガスの置換を促進させるためパージ機構などを追加したものである。また、処理前ウェハを待避ステーション内に搬送し、処理済ウェハを元のキャリアに搬送したものでもよい。

さらに、待避ステーション追加によるスループット影響を軽減するための搬送シーケンスを最適化したものである。

すなわち、本発明は、真空処理装置において、試料を真空中で処理する複数の真空処理室と、該真空処理室に試料を搬入出する真空搬送手段と、前記真空処理室へ試料を搬入出するための大気雰囲気もしくは真空雰囲気に切り替え可能な室と、試料を収納できる複数のカセットを載置し得るカセット載置手段と、前記カセット載置手段に載置されるカセットとは異なり前記複数のカセットの内のいずれかのカセットに収納可能な試料枚数から前記真空処理室内で処理中の試料枚数を差引いた枚数以上の収容能力を持った待避カセットを大気雰囲気下で載置し得る上下動又は左右動可能に構成された待避カセット載置手段と、前記カセット載置手段に載置された任意のカセット内もしくは前記待避カセット載置手段に載置された待避カセット内から試料を抜き取れるように上下動可能に構成された大気搬送手段と、前記任意のカセット内から大気搬送手段によって抜き取った未処理の試料を前記切り替え可能な室及び前記真空搬送手段を介して前記真空処理室に搬入する制御、前記真空処理室で処理された処理済試料を前記任意のカセットとは異なる待避カセットに搬送する制御、前記任意のカセット内に未処理の試料が存在しない状態で前記待避カセットから処理済試料を前記任意のカセットに戻す制御を行い、前記真空処理室内で試料を処理中、前記未処理の試料と前記処理済試料とを同一のカセット内に混在させないように搬送する制御を行う制御手段とを具備した。

本発明は、真空処理装置において、試料を真空中で処理する複数の真空処理室と、該真空処理室に試料を搬入出する真空搬送手段と、前記真空処理室へ試料を搬入出するための大気雰囲気もしくは真空雰囲気に切り替え可能な室と、試料を収納できる複数のカセットを載置し得るカセット載置手段と、前記カセット載置手段に載置されるカセットとは異なり前記複数のカセットの内のいずれかのカセットに収納可能な試料枚数から前記真空処理室内で処理中の試料枚数を差引いた枚数以上の収容能力を持った待避カセットを大気雰囲気下で載置し得る上下動又は左右動可能に構成された待避カセット載置手段と、前記カセット載置手段に載置された任意のカセット内もしくは前記待避カセット載置手段に載置された待避カセット内から試料を抜き取れるように上下動可能に構成された大気搬送手段と、前記任意のカセット内から大気搬送手段によって抜き取った未処理の試料を前記任意のカセットとは異なる待避カセットに搬送する制御、前記任意のカセットまたは前記待避カセット内の未処理の試料を前記切り替え可能な室及び前記真空搬送手段を介して前記真空処理室に搬入する制御、前記真空処理室で処理された処理済試料を前記試料を抜き取った未処理の試料がない状態の前記任意のカセット内に搬送する制御を行い、前記真空処理室内で試料を処理中、未処理の試料と処理済試料とを同一のカセット内に混在させないように搬送する制御を行う制御手段とを具備した。

上記課題を解決するために、本発明は、カセット載置手段に載置される複数のカセットのうちの任意のカセット内から試料を抜き取り、大気雰囲気もしくは真空雰囲気に切り替え可能な室を経由して複数の真空処理室のいずれかに搬入し、該未処理の試料を真空処理後、処理済試料を該試料を抜き取った前記任意のカセット内に搬送する真空処理方法において、前記任意のカセット内から抜き出した試料を処理中、前記任意のカセット内の未処理の試料または前記真空処理室で処理後の処理済試料のいずれかのみを大気雰囲気下に設けた待避カセット載置手段に載置した、前記複数のカセットの内のいずれかのカセットに収納可能な試料枚数から前記真空処理室内で処理中の試料枚数を差引いた枚数以上の収容能力を持った待避カセットに待避させ、未処理の試料と処理済試料とを同一のカセット内で混在させないように試料を真空処理するために、前記任意のカセットから抜き取って真空処理した処理済試料を待避カセットに待避させ、前記任意のカセット内に未処理の試料が存在しない状態で前記待避カセットから処理済試料を前記任意のカセットに戻すか、前記任意のカセットから抜き取った未処理の試料を待避カセットに待避させ、前記任意のカセットまたは待避カセットから未処理の試料を抜き取って真空処理し、前記任意のカセット内に未処理の試料が存在しない状態で前記処理済試料を前記任意のカセットに戻すようにした。

本発明は、以上説明したように未処理ウェハと処理済みウェハを大気中で混在させないことで稼動率を下げることなく、歩留まり低下を軽減することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は本発明による装置構成図を示す。真空処理装置１は、試料２（２−１、２−２、２−３、２−４、２−５）を真空処理する複数の真空処理室７（７−１，７−２，７−３）と、該真空処理室７に試料２を搬入出する真空搬送手段８と、前記真空処理室７へ試料２を搬入出するための大気雰囲気もしくは真空雰囲気に切り替え可能な室９（９−１，９−２）と、試料２を収納できる複数のカセット３（３−１，３−２，３−３）を載置し得るカセット載置手段１０（１０−１，１０−２，１０−３）と、該カセット載置手段の任意のカセット内から試料２を抜き取れるように上下動可能に構成された搬送手段４と、前記任意のカセット内の試料２を前記搬送手段４および前記切り替え可能な室９ならびに前記真空搬送手段８を介して真空処理室７内に搬送し・前記真空処理室で処理後の処理済試料を搬出するための搬送制御を行うための制御手段と、今回新たに大気雰囲気下に設けられ、未処理の試料または処理済試料を待避させる待避カセット５と、真空雰囲気内に処理済み試料を待避させる待避室６で構成されている。また、真空搬送手段８および大気雰囲気内の搬送手段４に付随するハンドについては１本に限定するものではない。

実施例１として、カセット３−１から大気雰囲気下に設けられた搬送手段４にて搬出された１枚目の試料２−１を切り替え可能な室９−１ならびに前記真空搬送手段８を介して真空処理室７−１へ搬送し、エッチング処理を実行する。複数の真空処理室７にて連続して同じレシピを処理する運用の場合、引き続き２枚目の試料２−１を連続処理可能なように、搬送手段を介して真空処理室７−２へ搬送され、エッチング処理が開始される。同様に３枚目の試料２−１も真空処理室７−３にてエッチング処理が開始される。その後、カセット３−１上に残された未処理の試料全数を例えばｎ枚収納カセットならｎ枚目から順次大気雰囲気下に設けられた待避カセット５へと搬送手段４を介して搬送する。カセット３−１から全ての未処理の試料がなくなれば、真空処理室７−１内の処理済試料２−１からカセット３−１へ戻し入れることで、同一のカセット内に未処理の試料と処理済試料が混在することを防ぐことが可能となる。

待避カセット５は、前記運用であればｍ個の真空処理室があればｎ−ｍ以上の収納容量を備えておくことが望ましく、例えば製品処理用に２カセット処理連続処理可能であれば、複数カセット分の許容可能な待避カセット構造となっており、上下動または左右動ができる。搬送手段（大気ロボット）４の駆動領域であれば待避カセット５内のカセットを固定した状態で稼動機能を有していなくてもよい。処理運用にもよるが、１枚目の試料から待避カセットに移動させないで、処理可能な試料から待避させずに処理開始することで、スループットを低下させずに搬送制御することができる。

すなわち、この実施例では、真空処理装置において、試料を真空処理する複数の真空処理室と、該真空処理室に試料を搬入出する真空搬送手段と、前記真空処理室へ試料を搬入出するための大気雰囲気もしくは真空雰囲気に切り替え可能な室と、試料を収納できる複数のカセットを載置し得るカセット載置手段と、該カセット載置手段の任意のカセット内から試料を抜き取れるように上下動可能に構成された搬送手段と、前記任意のカセット内の試料を前記搬送手段及び前記切り替え可能な室並びに前記真空搬送手段を介して前記真空処理室に搬入し・前記真空処理室で処理後の処理済試料を搬出するための搬送制御を行う制御手段とで構成された真空処理装置において、前記処理済試料と未処理の試料とを混在させないための待避カセットを載置し得る待避カセット載置手段を設けた。そして、前記大気雰囲気下に設けた待避カセット載置手段に、未処理の試料を待避させる待避カセットを載置し得るようにした。

また、実施例１では、未処理の試料を待避させる内容で説明したが、本発明はこの方式に限定されるものではない。実施例２では、カセット３から未処理の試料２を順次真空処理室７に搬送し、処理を開始する。真空処理室での処理後の処理済試料は待避カセット５へ待避させる。そしてカセット３内の全ての未処理試料を搬出したことを搬送制御にて判断すると、処理後の処理済試料を待避カセット５から元のカセット３へ搬出する。この場合も全ての処理済試料が待避カセット５に待避されるまで待つのではなく、カセット３から全ての未処理の試料が搬出されたことを判断することでスループットを低下させずに運用することが可能となる。すなわち、この実施例では、また、本発明は、大気雰囲気下に設けた待避カセット載置手段に、処理済試料を待避させる待避カセットを載置し得るようにした。

周辺環境に影響を及ぼす残留腐食性ガスが付着した処理済試料と大気中の水分等が反応することを軽減するために、待避カセット５内を不活性ガス等でガス置換できるようなパージ機構を設けることが望ましい。パージ機構としては待避カセット外部から待避カセット内部に向けて、または待避カセット上部から不活性ガスを導入することでカセット内環境雰囲気を改善することができる。そして待避カセット下部に排気機構を設けてもよい。また、待避カセット５に開閉扉を設け、待避カセット５に対し搬送手段４が動作しないときに扉を閉じることでガス置換をより効果的に働かせてもよい。

実施例３は、真空雰囲気下に設けられた待避室６を運用した例である。カセット３から搬出された試料２を真空処理室７で処理後、処理済試料２を待避室６へ待避させるものである。実施例２同様、カセット３から未処理の試料が全て搬出されてことを判断できる搬送手段を有し、待避室６から順次元のカセット３へ搬出される。真空下に待避室を設けることで、試料表面が大気に曝されることがなく、腐食などの歩留まり低下を招く影響を軽減することができる。

すなわち、この実施例では、上記真空処理装置において、前記待避カセット載置手段を、真空雰囲気内に設け、処理済試料を待避させる待避室を具備するようにした。

また、これらの実施例では、上記真空処理装置において、前記待避カセット載置手段を、ロット処理終了まで前記処理済試料または前記未処理の試料を待避させる待避カセットを載置し得るようにした。

さらに、上記真空処理装置において、前記待避カセット載置手段は、大気雰囲気下に設けられ、上下動又は左右動可能に構成される。このことにより複数のカセットから未処理試料を取り出し、処理済の試料または未処理試料を待避カセットに取り出したカセット毎に分別して待避させることができる。

上記各実施例では、大気雰囲気下に設けられた待避カセット５または真空雰囲気下に設けられた待避室６のどちらかを運用する例を示したが、両方を同時に使用してもよい。

本発明は、以上説明したように、未処理の試料と処理済試料を大気中で混在させないことで稼働率を下げることなく、腐食などの歩留まり低下を軽減することができる。

真空処理装置の構成図。

符号の説明

１．真空処理装置
２．試料+
３．カセット
４．大気搬送手段
５．待避カセット
６．真空待避室
７．真空処理室
８．真空搬送機構
９．大気・真空雰囲気切替室
１０．カセット載置機構

Claims (3)

1. 試料を真空中で処理する複数の真空処理室と、
   該真空処理室に試料を搬入出する真空搬送手段と、
   前記真空処理室へ試料を搬入出するための大気雰囲気もしくは真空雰囲気に切り替え可能な室と、
   試料を収納できる複数のカセットを載置し得るカセット載置手段と、
   前記カセット載置手段に載置されるカセットとは異なり前記複数のカセットの内のいずれかのカセットに収納可能な試料枚数から前記真空処理室内で処理中の試料枚数を差引いた枚数以上の収容能力を持った待避カセットを大気雰囲気下で載置し得る上下動又は左右動可能に構成された待避カセット載置手段と、
   前記カセット載置手段に載置された任意のカセット内もしくは前記待避カセット載置手段に載置された待避カセット内から試料を抜き取れるように上下動可能に構成された大気搬送手段と、
   前記任意のカセット内から大気搬送手段によって抜き取った未処理の試料を前記切り替え可能な室及び前記真空搬送手段を介して前記真空処理室に搬入する制御、前記真空処理室で処理された処理済試料を前記任意のカセットとは異なる待避カセットに搬送する制御、前記任意のカセット内に未処理の試料が存在しない状態で前記待避カセットから処理済試料を前記任意のカセットに戻す制御を行い、前記真空処理室内で試料を処理中、前記未処理の試料と前記処理済試料とを同一のカセット内に混在させないように搬送する制御を行う制御手段とを具備したことを特徴とする真空処理装置。
2. 試料を真空中で処理する複数の真空処理室と、
   該真空処理室に試料を搬入出する真空搬送手段と、
   前記真空処理室へ試料を搬入出するための大気雰囲気もしくは真空雰囲気に切り替え可能な室と、
   試料を収納できる複数のカセットを載置し得るカセット載置手段と、
   前記カセット載置手段に載置されるカセットとは異なり前記複数のカセットの内のいずれかのカセットに収納可能な試料枚数から前記真空処理室内で処理中の試料枚数を差引いた枚数以上の収容能力を持った待避カセットを大気雰囲気下で載置し得る上下動又は左右動可能に構成された待避カセット載置手段と、
   前記カセット載置手段に載置された任意のカセット内もしくは前記待避カセット載置手段に載置された待避カセット内から試料を抜き取れるように上下動可能に構成された大気搬送手段と、
   前記任意のカセット内から大気搬送手段によって抜き取った未処理の試料を前記任意のカセットとは異なる待避カセットに搬送する制御、前記任意のカセットまたは前記待避カセット内の未処理の試料を前記切り替え可能な室及び前記真空搬送手段を介して前記真空処理室に搬入する制御、前記真空処理室で処理された処理済試料を前記試料を抜き取った未処理の試料がない状態の前記任意のカセット内に搬送する制御を行い、前記真空処理室内で試料を処理中、未処理の試料と処理済試料とを同一のカセット内に混在させないように搬送する制御を行う制御手段とを具備したことを特徴とする真空処理装置。
3. カセット載置手段に載置される複数のカセットのうちの任意のカセット内から未処理の試料を抜き取り、大気雰囲気もしくは真空雰囲気に切り替え可能な室を経由して複数の真空処理室のいずれかに搬入し、該未処理の試料を真空処理後、処理済試料を該試料を抜き取った前記任意のカセット内に搬送する真空処理方法において、
   前記任意のカセット内から抜き出した試料を処理中、前記任意のカセット内の未処理の試料または前記真空処理室で処理後の処理済試料のいずれかのみを大気雰囲気下に設けた待避カセット載置手段に載置した、前記複数のカセットの内のいずれかのカセットに収納可能な試料枚数から前記真空処理室内で処理中の試料枚数を差引いた枚数以上の収容能力を持った待避カセットに待避させ、未処理の試料と処理済試料とを同一のカセット内で混在させないように試料を真空処理するために、
   前記任意のカセットから抜き取って真空処理した処理済試料を待避カセットに待避させ、前記任意のカセット内に未処理の試料が存在しない状態で前記待避カセットから処理済試料を前記任意のカセットに戻すか、
   前記任意のカセットから抜き取った未処理の試料を待避カセットに待避させ、前記任意のカセットまたは待避カセットから未処理の試料を抜き取って真空処理し、前記任意のカセット内に未処理の試料が存在しない状態で前記処理済試料を前記任意のカセットに戻すことを特徴とする真空処理方法。

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